CN103282639A - 具有包括f、a、z和e孔口的针控制系统的燃料喷射器 - Google Patents

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Abstract

一种共轨式燃料喷射器(10)包括针阀部件(30),该针阀部件响应于针控制室(52)内的压力而移动以打开和关闭喷嘴出口(45)以用于燃料喷射事件。在喷射事件之间,针控制室(52)通过包括Z孔口(66)的第一路径(61)与燃料入口(44)流体连接,并通过包括F孔口(68)、中间室(54)和A孔口(67)的第二路径(62)与所述燃料入口(44)流体连接。在喷射事件期间,针控制室(52)通过包括A孔口(67)、中间室(54)和E孔口(69)的第三路径(63)与排出出口(46)流体连接。通过调节F、A、Z和E孔口(66,67,68,69)各自的节流大小来实现不同的性能特性。

Description

具有包括F、A、Z和E孔口的针控制系统的燃料喷射器
技术领域
本发明总体上涉及用于燃料喷射器的直接控制式针阀,并且更具体地涉及包括各种尺寸的F、A、Z和E孔口的针控制系统。
背景技术
当今的电子控制压燃式发动机典型地包括具有直接操作式止回阀的电子控制式燃料喷射器。直接操作式止回阀包括暴露于针控制室内的压力的关闭液压表面。通过致动双向或三向阀以将针控制室与低压排出出口流体连接,压力在针控制室中被解除以启动喷射事件。该喷射事件通过使电子控制的双向或三向阀断电以对针控制室进行再加压而结束。共有的美国专利7,331,329记载了这种具有三向阀的燃料喷射器的一个示例,而美国专利6,986,474记载了具有双向阀的示例性燃料喷射器。一般而言,三向阀形式可提供比对等的双向阀更好的性能,但其代价是复杂性的提高和难以制造——尤其是在大规模生产具有一致的性能表现的燃料喷射器时。
双向阀的早期形式典型地包括经由未被堵塞的Z孔口与喷嘴供给路径流体连接的针控制室,并且该双向阀容许针控制室和低压排出出口之间经所谓的A孔口的流体连通。在喷射事件期间,喷嘴供给路径经由Z孔口、针控制室和A孔口与低压排出部直接流体连接。因此,存在为了减小喷射事件期间的损失而使A孔口和Z孔口比较小的初始动机。该动机随即带来与普遍希望陡然结束喷射事件相关的问题,所述陡然结束通过快速提升针控制室内的压力来完成。小的Z孔口减慢了在喷射事件结束时针控制室内的压力可上升的速度。通过增设附加孔口以有利于针控制室内朝喷射事件的结束快速再加压来解决这一问题。例如,上文提到的美国专利6,986,474包括附加孔口14,该附加孔口有利于经由附加充填孔口或F孔口14通过Z孔口5及A孔口6两者来对其针控制室4进行再加压。上文在共有的美国专利7,331,329中提到的对等的三向阀燃料喷射器同样包括三个孔口,这三个孔口包括Z孔口112以及两个其它孔口110和111,这两个其它孔口在性能上与分别用于对等的双向阀燃料喷射器的F孔口和A孔口非常相似。
由于制造在大规模生产的燃料喷射器中具有性能一致性的三向阀的复杂性和难度,越来越希望利用双向控制阀来履行用于燃料喷射器中的直接控制式止回阀中的压力控制功能。遗憾的是,当前关于双向阀的利用的策略甚至在包括F、A和Z孔口的情况下也引起没有对等的三向阀控制策略那么令人满意的性能。例如,虽然包括F孔口可协助加快喷射事件的结束,但F孔口可能不会有助于减慢针阀部件开启以开始喷射事件的速度,所述减慢有时也是一种期望的燃料喷射器属性。此外,用于大规模生产的燃料喷射器的控制阀之间的流动面积的变化会引起燃料喷射器之间无法接受的性能偏差。
本发明针对上述问题中的一个或多个。
发明内容
在一方面,一种燃料喷射器包括喷射器主体,该喷射器主体限定燃料入口、至少一个喷嘴出口和排出出口,并具有配置在其中的喷嘴室、针控制室和中间室。针控制室通过包括Z孔口的第一路径与燃料入口流体连接,并且针控制室通过包括F孔口、中间室和A孔口的第二路径与燃料入口流体连接。电子控制阀附接到喷射器主体上并且包括控制阀部件,该控制阀部件可在与座接触的第一位置和与座分离的第二位置之间移动。当控制阀部件处于第二位置时,针控制室通过包括A孔口、中间室和E孔口的第三路径与排出出口流体连接,但是当控制阀部件处于第一位置时,针控制室与排出出口被隔断。针阀部件包括暴露于喷嘴室内的流体压力的开启液压表面,以及暴露于针控制室内的流体压力的关闭液压表面。
在另一方面,一种操作燃料喷射器的方法包括通过使燃料从针控制室经A孔口并从喷嘴室经F孔口移向中间室来开始喷射事件。此外,通过使燃料从中间室经E孔口移向排出出口来开始喷射事件。此后,喷射事件结束。
附图说明
图1是根据本发明的燃料喷射器的剖面侧视图;
图2是图1所示的燃料喷射器的压力控制部的放大剖视图;
图3是根据本发明一方面的第一孔盘的顶部透视图;
图4是图3的第一孔盘的底部透视图;
图5是根据本发明另一方面的第二孔盘的顶部透视图;
图6是用于在带有和不带F孔口的情况下分别包括致动器电流、控制阀运动、中间室压力、针控制室压力、针阀部件运动和喷射速率的喷射事件与时间的关系的一系列带状图;
图7是与图6的带状图相似的一组带状图,示出了分别用于较小A孔口和较大A孔口的不同性能表现;以及
图8是与图6和7的带状图相似的一组带状图,示出了分别用于大的E孔口和小的E孔口的不同性能特性。
具体实施方式
参照图1和2,燃料喷射器10包括喷射器主体,该喷射器主体限定燃料入口44、至少一个喷嘴出口45和低压排出出口46。燃料入口44包括圆锥形座40,以有利于燃料喷射器10和共轨之间经由本领域中已知类型的套筒(quill)连接。低压排出出口46将与(燃料)箱流体连接,以使为了控制功能而消耗的和/或泄漏的任何燃料返回以再循环。喷嘴出口45将定位在压燃式发动机的燃烧空间中,以有利于燃料直接喷射到发动机气缸内。燃料喷射器10包括在背景技术部分中简要描述的类型的直接操作式止回阀13。一定数量的流体通道和腔室配置在除电气和移动构件外包括所有硬件的喷射器主体11中。所述流体通道和腔室包括喷嘴室50、针控制室52和中间室54。如在此公开文本中所用,术语“喷射器主体”意味着燃料喷射器10的限定流体通道、腔室等的各种静止构件。在所示的实施例中,喷嘴室50如共轨式燃料喷射器中常见的那样经由不受阻碍的喷嘴供给通路49与燃料入口44流体连接。术语“不受阻碍的”是指流体通路不具有改变经过通路的流动面积或甚至可能阻止流体流经通路的阀等。尽管结合共轨式燃料喷射器10说明本发明,但以下讨论的与直接操作式止回阀13有关的原理同样适用于其它类型的燃料喷射器,包括但不限于凸轮致动式燃料喷射器,并且可为混合的共轨凸轮致动式燃料喷射器。
尤其参照图2,针控制室52通过包括Z孔口66和喷嘴供给通路49的一段的第一路径61与燃料入口44流体连接。如在此公开文本中所用,术语“孔口”指由具有均匀的直径和因此均匀的流动面积的圆柱形通道限定的节流部。因此,本领域的技术人员将会认识到,节流部可出现在燃料喷射器中的其它部位,例如阀部件和阀座之间的空隙处,但这些节流部将不会被看作本发明的上下文中的孔口。针控制室52还通过包括F孔口68、中间室54、A孔口67以及喷嘴室50和喷嘴供给路径49的第二路径62与燃料入口44流体连接。
电子控制阀20附接到喷射器主体11上并且包括控制阀部件22,该控制阀部件可在与座23接触的第一位置和与座23分离的第二位置之间移动。在所示的实施例中,电子控制阀20包括带有电枢24的螺线管,所述电枢附接到与控制阀部件22接触的推杆27上。因此,在所示的实施例中,电致动器25为螺线管,但也可以是另一种电致动器如压电致动器而不偏离本发明。此外,控制阀部件22被示出可移动成与座23接触和分离,所述座为平座,但也可为对等的圆锥形座而不偏离本发明。最后,尽管燃料喷射器10仅包括一个电致动器25,但本发明可潜在地应用于具有两个或更多电致动器——例如像如在凸轮致动式燃料喷射器的情形中可能常见的与溢流阀相关的第一电致动器和与直接操作式止回阀相关的第二电致动器——的燃料喷射器。弹簧29通常向下偏压推杆27和控制阀部件22与平座23接触。术语“平座”指为平坦表面的一部分的阀座,并且因此平座在一定程度上不同于与提升阀相关的圆锥形座或与滑阀相关的边缘座。
当控制阀部件处于第二位置时,针控制室52通过包括A孔口67、中间室54、E孔口69以及阀体21和第一孔盘16之间的低压间隙空间的第三路径63与低压排出出口46流体连接。换言之,针控制室52和低压排出出口46之间的流体连接仅在控制阀部件22与平座23分离时发生。因此,当控制阀部件22处于其与平座23相接触的第一位置时,针控制室52与低压排出出口46被隔断。
针阀部件30定位在喷射器主体11中并可在喷嘴出口45与喷嘴室50被隔断的第一位置和喷嘴室50为了喷射事件而与喷嘴出口45流体连接的第二提升位置之间移动。针阀部件30包括暴露于喷嘴室50内的流体压力的开启液压表面31和暴露于针控制室52内的流体压力的关闭液压表面32。针阀部件30的中心线35与第三路径63的通向针控制室52内的开口相交。当针阀部件30处于其向上开启位置时,这种结构形成所谓的液压止挡,该液压止挡与阀部件在处于其开启位置时与止挡表面实际接触的机械止挡形成对比。在液压止挡的情形中,针阀部件30具有在喷射事件期间刚好与第二孔盘17的下表面分离的顶部(hover)。液压止挡策略具有使针阀部件比除机械止挡以外具有相同的特征结构的相当的对等部件响应更快的优点。不过,本发明的教导还可潜在地应用于在其开启位置与机械止挡接触的针阀部件。针控制室52通过针阀部件30的导向段34与喷嘴室50分离,所述导向段在移动时经由由针导向构件18限定的导向孔39导向。
另外参照图3-5,E孔口69可由叠置在阀体21和第二孔盘17之间的第一孔盘16限定。特别地,第一孔盘16在由凸起的表面限定的多个不连续的密封接合区(sealing land)41a-d上与阀体21接触。因此,上述第三路径63包括控制阀部件22和平座23之间的流动面积,以及凸起表面密封接合区41a-d之间的开放空间。本领域的技术人员将会认识到,各高压通道如喷嘴供给通路49由密封接合区41d以与完全包围并限定平座23的一部分的密封接合区41b相似的方式完全包围。通过采用凸起的密封接合区,燃料喷射器中为了抑制喷射器叠层(stack)的构件之间的泄漏而可能需要的夹持压力较小,所述喷射器叠层为喷射器主体11的一部分。因此,喷射器主体包括阀体21、第一孔盘16、第二孔盘17和针导向构件18。第一孔盘16还在其下侧包括与第二孔盘17的平坦上表面70接触的多个不连续的密封接合区41e-g。第二孔盘17限定F孔口、A孔口和Z孔口,如图2中最佳所示。中间室54部分地由第一孔盘16限定且部分地由第二孔盘17限定,同样如图2中最佳所示。第二孔盘17叠置在第一孔盘16和针导向构件18之间。如本发明中所用,术语“盘”指比较薄的物体,其往往将具有圆形截面(如图所示),但不是必须具有圆形截面。在第一孔盘16的情形中,该物体的厚度由布置在平行平面内的位于上侧的不连续密封接合区41a-d和位于下侧的不连续密封接合区41e-g限定。在第二孔盘17的情形中,上、下表面两者都是平坦的。本领域的技术人员将会认识到,不连续密封接合区策略可位于其它位置,例如阀体21的下侧或第二孔盘17的上、下表面中的一者或两者上而不偏离本发明。此外,尽管F、A、Z和E孔口在本发明的燃料喷射器10中由盘限定,但本领域的技术人员将会认识到,情况不必是这样,并且根据本发明的燃料喷射器可制造成不包括任何盘。盘16包括定位销孔72和73,定位销孔72和73在燃料喷射器10被装配时应该与盘17中的定位销孔74和75对齐,使得各种通道互相对齐,如图2中最佳所示。
当电致动器25通电以使阀部件22移动成与平座23分离时,针控制室52和低压排出出口46之间的流体连接有利于喷射事件。为了使燃料喷射器性能对控制阀升程的变化不敏感,通过孔口E的流动面积可比由平座23和处于第二或开启位置的控制阀部件22限定的流动面积小。因此,可以预期在燃料喷射器的大规模生产中控制阀升程以及因此控制阀部件22和平座23之间的流动面积的一定变化,并且还可预期控制阀升程可由于燃料喷射器在经历多次喷射事件后逐渐破裂而逐渐增长。通过将E孔口的尺寸确定成比平座23和控制阀部件22之间的流动面积小,可使燃料喷射器的性能对控制阀升程的变化以及控制阀升程的逐渐增长不敏感。不过,通过孔口E的流动面积可比第三路径63中的其它节流部大而不偏离本发明。
尽管不是必要的,但F、A、Z和E孔口可全部具有相同数量级的流动面积。措辞“相同数量级”意味着通过任何孔口的流动面积不大于通过任何其它孔口的流动面积的十倍。视具体应用而定,可能需要一些实验来达到在燃料喷射器的操作范围上产生期望性能结果的一组孔口流动面积。例如,在一个喷射压力下工作良好的一组孔口流动面积在不同的喷射压力下可能不理想或甚至可能无法接受。例如,在高喷射压力下最佳的一组流动面积在低喷射压力下例如怠速时可能与同一个燃料喷射器的操作不相配,且反之亦然。因此,不同孔口各自的流动面积可在一定程度上综合考虑,以在所有操作条件下从燃料喷射器产生可接受的性能,并因此可预期找到用于特定燃料喷射器应用的孔口流动面积的组合所需的一些实验。
工业适用性
本发明通常可应用于具有直接操作式止回阀的任何燃料喷射器,包括但不限于共轨式燃料喷射器、凸轮致动式燃料喷射器和混合式燃料喷射器。本发明特别可应用于采用双向阀的带有直接操作式止回阀的燃料喷射器,但可潜在地应用于采用三向阀的燃料喷射器。本发明特别可应用于包括双向控制阀的共轨式燃料喷射器。通过为各个不同孔口适当选择流动面积,可实现某些理想的性能特性,包括减慢喷射前端速率形状的初始起点,以及有利于陡然结束任何喷射事件。
在喷射事件之间,电致动器25断电并且控制阀部件22处于其与平座23接触的向下关闭位置,以阻塞针控制室52和低压排出出口46之间的流体连通。在喷嘴供给通路49、喷嘴室50、针控制室52和中间室54以及F、A、Z和E孔口中应该存在应该与轨道压力大致相同的高压。本领域的技术人员将会认识到,燃料喷射器10不存在其中低压空间在喷射事件之间通过可移动的导向部件表面与高压空间分离的位置。因此,可预期燃料喷射器10呈现低静态泄漏。
通过使电致动器25通电以使控制阀部件22移动成与座23分离来启动各喷射事件。特别地,并且参照图6的前两个带状曲线图,电致动器25最初被通电至接通电流,并且接着随着控制阀部件22在其向上打开位置移动并变得相对静止而骤然减小至保持电流。此时,燃料开始从针控制室52移动通过A孔口67,并同时从喷嘴室50经F孔口68移向中间室54。同时,燃料开始从中间室54朝低压排出出口46移动通过E孔口69并经过阀部件22。燃料的这一移动使针控制室52内的压力如图6的第四曲线图中所示下降并且中间室54内的压力如图6的第三曲线图中所示以较小的程度下降。当针控制室52内的压力充分下降时,提升液压表面31上的向上开启液压力克服来自弹簧29的向下关闭力和关闭液压表面32上的关闭液压力,从而允许针阀部件30如图6的第五曲线图中所示提升至其向上打开位置,以如图6的第六曲线图中所示开始喷射的起动(SOI)。喷射事件通过使电致动器25断电并允许阀部件22在弹簧29的作用下向下移动成与座23接触而结束。这阻止了燃料向低压排出出口46的进一步移动,从而使针控制室52和中间室54两者内的压力再次上升。当针控制室52内的压力超过足以克服开启液压力的阀关闭压力时,针阀部件30如图6的第五曲线图中所示向下移动以封闭喷嘴出口45,从而有利于如图6的第六曲线图中所示喷射的结束(EOI)。图6中包括两条不同曲线以说明F孔口的两个不同大小的流动面积如何影响喷射结束的陡然性。虚线示出F孔口具有零流动面积或完全被消除的情况,示出了如第二曲线图中所示在其座处关闭的控制阀部件之间发生显著延迟,直到针阀部件30最终到达其用于喷射结束的向下关闭位置,如图6的第五和第六曲线图中所示。另一方面,当F孔口像实线所示那样成型为较小时,电致动器25的断电和喷射结束之间的延迟如第一和第六曲线图中所示比较短。因此,F孔口可有利于在时间序列上紧密的喷射事件,例如后接紧密联接的后喷射事件的主喷射事件,其中在两者之间具有在F孔口被消除的情况下将不可能存在的停顿时间。
提供图7的曲线图,以说明对A孔口的大小的敏感性,其中实线示出小尺寸A孔口且虚线针对通过A孔口67的较大流动面积的喷射器性能。如图所示,A孔口的尺寸主要在喷射事件开始时影响喷射性能并且对喷射结束的影响小。多年来,工程师已认识到,尤其是可与减少不希望的排放物有关的一些性能改进可通过喷射速率的较慢建立来实现,而不是如当A孔口大时通过虚线所示通过几乎瞬时从零达到最高喷射速率的喷射速率来实现。换言之,随着通过A孔口的流动面积减小,在喷射事件开始时针控制室52内压力下降的能力受到阻碍,从而减慢针控制部件30的提升速率并产生前端喷射速率的更平缓上升,如图7的第五和第六曲线图中所示。随着通过孔口A的流动面积变得越来越大,喷射速率形状的起点变得几乎垂直。
参照图8,E孔口可连同F孔口一起工作以减慢喷射速率形状的开始,如图8的第五和第六曲线图所示。认为这一点的发生是由于,燃料经F孔口进入中间室54妨碍了燃料经A孔口从针控制室52流入中间室54,从而减慢了针阀部件30的提升速率(曲线图5)并如第六曲线图中所示在喷射开始时减慢了喷射速率的初始建立。如果E孔口过大,则可能无法通过F孔口来促进喷射作用的开始。如果E孔口过小,则针控制室52内可能不会存在充分的压降以允许针阀部件进一步提升以在低喷射压力下执行喷射事件。图8的实线和虚线曲线图意在示出当E孔口如实线中那样较大或者如虚线中那样较小时的不同性能效果。如所预期的,E孔口的大小对喷射性能特性的结束的影响小,如图8的曲线图所揭示的。
另一个比较关注的要点是以下事实:尤其在共轨式燃料喷射器的情形中,喷射压力在不同操作条件下可能截然不同,并且可能难以找到在高、低两种轨道压力下都产生可以接受的喷射器性能的E孔口流动面积。本领域的技术人员将会认识到,通过孔口的流动特性和因此从其得到的自然发生的燃料喷射器性能与孔口两侧的压力梯度有关,所述压力梯度在不同轨道压力下将是不同的。用于选择F、A、Z和E孔口的一个可能的起点将是将初始流动面积设定为通过喷嘴出口45的总流动面积的一定百分比。例如,大小为通过喷嘴出口45的总流动面积的10-20%的初始大小可以是一个良好的起点。接下来,流动面积、各种弹簧预置载荷、座直径等需要被选择成使得燃料喷射器将在极高和极低的预期轨道压力下工作。接下来,可利用例如图6、7和8的曲线图作为向导来调节各种孔口的大小以实现期望的性能特性。通过与大小适当的F、A、Z和E孔口结合利用双向控制阀,喷射器性能特性可模拟并接近增加了与三向阀相关的复杂性和费用的对等的三向阀的性能特性。
应该理解,以上说明仅出于举例说明的目的,且绝非旨在限制本发明的范围。因此,本领域技术人员将会认识到,通过研究附图、所公开的内容以及所附的权利要求书,能得到本发明的其它方面。

Claims (10)

1.一种燃料喷射器(10),包括:
喷射器主体(11),所述喷射器主体限定燃料入口(44)、至少一个喷嘴出口(45)和排出出口(46),并具有配置在其中的喷嘴室(50)、针控制室(52)和中间室(54);
所述针控制室(52)通过包括Z孔口(66)的第一路径(61)与所述燃料入口(44)流体连接,并且所述针控制室(52)通过包括F孔口(68)、所述中间室(54)和A孔口(67)的第二路径(62)与所述燃料入口(44)流体连接;
电子控制阀(20),所述电子控制阀附接到所述喷射器主体(11)上,并且包括可在与座接触的第一位置和与所述座分离的第二位置之间移动的控制阀部件(22);
当所述控制阀部件(22)处于所述第二位置时,所述针控制室(52)通过包括所述A孔口(67)、所述中间室(54)和E孔口(69)的第三路径(63)与所述排出出口(46)流体连接,但是当所述控制阀部件(22)处于所述第一位置时,所述针控制室(52)与所述排出出口(46)被隔断;和
针阀部件(30),所述针阀部件具有暴露于所述喷嘴室(50)内的流体压力的开启液压表面(31)和暴露于所述针控制室(52)内的流体压力的关闭液压表面(32)。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射器(10),其中,所述E孔口(69)具有比由所述座和处于所述第二位置的所述控制阀部件(22)限定的流动面积小的流动面积;并且
所述针阀部件(30)的中心线(35)与所述第三通道(63)的通向所述针控制室(52)内的开口相交。
3.根据权利要求1所述的燃料喷射器(10),其中,所述F孔口(68)、所述A孔口(67)、所述Z孔口(66)和所述E孔口(69)均由第一盘(16)和第二盘(17)中的一者限定;
所述中间室(54)由所述第一盘(16)和所述第二盘(17)限定;
所述第一盘(16)叠置在所述电子控制阀(20)的阀体(21)和所述第二盘(17)之间;
所述第二盘(17)叠置在所述第一盘(16)和限定导向孔(39)的针导向构件(18)之间,所述导向孔接纳所述针阀部件(30)的导向段(34);并且
所述第一盘(16)在由所述第一盘(16)和所述第二盘(17)中的至少一者上的凸起表面限定的多个不连续的密封接合区上与所述第二盘(17)接触。
4.根据权利要求1所述的燃料喷射器(10),其中,所述燃料入口(44)是包括圆锥形座(40)的共轨入口;
一喷嘴供给通路(49)在所述共轨入口和所述喷嘴室(50)之间延伸;并且
所述电子控制阀(20)包括电致动器(25),所述电致动器是所述燃料喷射器(10)的唯一的电致动器(25)。
5.根据权利要求4所述的燃料喷射器(10),其中,所述E孔口(69)由第一盘(16)限定;
所述F孔口(68)、所述A孔口(67)和所述Z孔口(66)由第二盘(17)限定;并且
所述中间室(54)由所述第一盘(16)和所述第二盘(17)限定。
6.根据权利要求5所述的燃料喷射器(10),其中,所述F孔口(68)、所述A孔口(67)、所述E孔口(69)和所述Z孔口(66)具有相同数量级的流动面积。
7.根据权利要求6所述的燃料喷射器(10),其中,所述E孔口(69)具有比由所述座和处于所述第二位置的所述控制阀部件(22)限定的流动面积小的流动面积。
8.一种操作燃料喷射器(10)的方法,所述燃料喷射器具有喷射器主体(11),所述喷射器主体限定燃料入口(44)、至少一个喷嘴出口(45)和一排出出口(46)并且具有配置在其中的喷嘴室(50)、针控制室(52)和中间室(54);所述针控制室(52)通过包括Z孔口(66)的第一路径(61)与所述燃料入口(44)流体连接,并且所述针控制室(52)通过包括F孔口(68)、所述中间室(54)和A孔口(67)的第二路径(62)与所述燃料入口(44)流体连接;电子控制阀(20),所述电子控制阀附接到所述喷射器主体(11)上并且包括可在与座接触的第一位置和与所述座分离的第二位置之间移动的控制阀部件(22);当所述控制阀部件(22)处于所述第二位置时,所述针控制室(52)通过包括所述A孔口(67)、所述中间室(54)和E孔口(69)的第三路径(63)与所述排出出口(46)流体连接,但是当所述控制阀部件(22)处于所述第一位置时,所述针控制室(52)与所述排出出口(46)被隔断;和针阀部件(30),所述针阀部件具有暴露于所述喷嘴室(50)内的流体压力的开启液压表面(31)和暴露于所述针控制室(52)内的流体压力的关闭液压表面(32);所述方法包括以下步骤:
开始一喷射事件;
结束所述喷射事件;
所述开始步骤包括使燃料从所述针控制室(52)经所述A孔口(67)并从所述喷嘴室(50)经所述F孔口(68)移向所述中间室(54);并且
所述开始步骤还包括使燃料从所述中间室(54)经所述E孔口(69)移向所述排出出口(46)。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述结束步骤包括停止经过所述E孔口(69)的燃料移动;
所述结束步骤包括经由所述第一路径(61)和所述第二路径(62)将来自所述燃料入口(44)的压力传送到所述针控制室(52);并且
通过将所述E孔口(69)的尺寸确定成使其具有比由所述座和处于所述第二位置的所述控制阀部件(22)限定的流动面积小的流动面积,来使喷射正时的开始对控制阀升程的变化不敏感。
10.根据权利要求9所述的方法,包括在喷射事件期间在开启位置液压地止挡所述针阀部件(30)的步骤。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120103308A1 (en) * 2010-10-28 2012-05-03 Caterpillar, Inc. Two-Way Valve Orifice Plate for a Fuel Injector
US8690075B2 (en) * 2011-11-07 2014-04-08 Caterpillar Inc. Fuel injector with needle control system that includes F, A, Z and E orifices
US9212639B2 (en) * 2012-11-02 2015-12-15 Caterpillar Inc. Debris robust fuel injector with co-axial control valve members and fuel system using same
JP5641035B2 (ja) * 2012-11-13 2014-12-17 株式会社デンソー 燃料噴射弁
DE102012220610B4 (de) * 2012-11-13 2015-04-02 Continental Automotive Gmbh Injektor
CN103498743B (zh) * 2013-10-23 2015-08-05 重庆红江机械有限责任公司 一种高压共轨电控喷油器的控制阀
US9394848B2 (en) 2014-01-13 2016-07-19 Caterpillar Inc. End-of current trim for common rail fuel system
US11035332B2 (en) 2017-12-19 2021-06-15 Caterpillar Inc. Fuel injector having dual solenoid control valves
GB2569627B (en) * 2017-12-21 2020-04-15 Delphi Tech Ip Ltd Fuel injector with a 3-way valve assembly for filling or draining a control chamber through first and second throttles
US11225933B2 (en) * 2018-07-20 2022-01-18 Caterpillar Inc. Twin outlet check liquid fuel injector for dual fuel system
US11591995B2 (en) * 2020-09-15 2023-02-28 Caterpillar Inc. Fuel injector having valve seat orifice plate with valve seat and drain and re-pressurization orifices

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4406901C2 (de) 1994-03-03 1998-03-19 Daimler Benz Ag Magnetventilgesteuerter Injektor für eine Brennkraftmaschine
US5671715A (en) 1995-04-27 1997-09-30 Nipon Soken, Inc. Fuel injection device
JP3555264B2 (ja) 1995-07-14 2004-08-18 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射装置
DE10024702A1 (de) 2000-05-18 2001-11-22 Bosch Gmbh Robert Einspritzanordnung für ein Kraftstoff-Speichereinspritzsystem einer Verbrennungsmaschine
JP3928362B2 (ja) 2001-02-14 2007-06-13 株式会社デンソー 流体移送装置のシール面圧向上構造
DE10131640A1 (de) 2001-06-29 2003-01-16 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffinjektor mit Einspritzverlaufsformung durch schaltbare Drosselelemente
DE10131642A1 (de) * 2001-06-29 2003-01-16 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffinjektor mit variabler Steuerraumdruckbeaufschlagung
DE10131953A1 (de) 2001-07-02 2003-01-23 Siemens Ag Steuermodul für einen Injektor eines Speichereinspritzsystems
JP2003113761A (ja) * 2001-08-01 2003-04-18 Denso Corp 燃料噴射弁
GB0215490D0 (en) 2002-07-04 2002-08-14 Delphi Tech Inc Control valve arrangement
US7331329B2 (en) 2002-07-15 2008-02-19 Caterpillar Inc. Fuel injector with directly controlled highly efficient nozzle assembly and fuel system using same
JP4161635B2 (ja) * 2002-08-19 2008-10-08 株式会社デンソー 燃料噴射制御装置
US6880766B2 (en) * 2003-02-28 2005-04-19 Caterpillar Inc Leak arrest volume for reducing component separation and fuel injector using same
JP2005069135A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Toyota Motor Corp 燃料噴射装置
DE10346212A1 (de) 2003-10-06 2005-04-21 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
ATE366359T1 (de) 2003-12-12 2007-07-15 Delphi Tech Inc Einspritzventil mit steuerungsventil, das den druck im steuerungsraum steuert
JP2006257874A (ja) 2004-04-30 2006-09-28 Denso Corp インジェクタ
DE102004053421A1 (de) * 2004-11-05 2006-05-11 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE102004061800A1 (de) * 2004-12-22 2006-07-06 Robert Bosch Gmbh Injektor eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine
DE102005059437A1 (de) * 2005-12-13 2007-06-14 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffinjektor
US8082902B2 (en) 2007-10-19 2011-12-27 Caterpillar Inc. Piezo intensifier fuel injector and engine using same
US7950593B2 (en) * 2008-06-20 2011-05-31 Caterpillar Inc. Z orifice feature for mechanically actuated fuel injector

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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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